RAM (Random Access Memory)

RAM je volatilní paměť, což znamená, že po odpojení napájení se všechna uložená data ztratí. Je řádově rychlejší než nejmodernější SSD disky a hraje klíčovou roli ve výkonu systému od Linuxových serverů až po mobilní telefony.

1. Jak RAM funguje? (Fyzikální princip)

Moderní RAM (typu DRAM - Dynamic RAM) se skládá z milionů paměťových buněk. Každá buňka je tvořena jedním tranzistorem a jedním kondenzátorem.

Kondenzátor: Uchovává elektrický náboj, který reprezentuje bit (1 nebo 0).

Tranzistor: Funguje jako spínač, který umožňuje čtení nebo změnu stavu kondenzátoru.

Obnova (Refresh): Protože kondenzátory přirozeně ztrácejí náboj, musí být RAM tisíckrát za sekundu „osvěžena“, aby data nezmizela.

2. Klíčové parametry výkonu

Při výběru nebo analýze RAM jsou důležité dva hlavní faktory:

Propustnost (Rychlost/Frekvence)

Udává se v megatransferech za sekundu (MT/s), dříve chybně označováno jako MHz.

Např. DDR4-3200 nebo DDR5-6000. Vyšší frekvence umožňuje procesoru rychleji přenášet velké objemy dat.

Latence (Časování - CL)

Udává zpoždění mezi požadavkem CPU a momentem, kdy RAM data skutečně poskytne.

Udává se v počtu cyklů (např. CL16). Nižší číslo znamená rychlejší reakci, což je kritické pro hraní her a interaktivní aplikace.

3. Evoluce: Od DDR po DDR5

Technologie DDR (Double Data Rate) umožňuje přenášet data dvakrát během jednoho hodinového cyklu.

Generace	Max. Kapacita (na modul)	Typické rychlosti	Hlavní vylepšení
DDR3	8 - 16 GB	800 - 2133 MT/s	Starší standard, vyšší spotřeba.
DDR4	32 - 64 GB	2133 - 4800 MT/s	Standard dneška, nižší napětí (1.2V).
DDR5	128+ GB	4800 - 8400+ MT/s	On-die ECC, vyšší hustota, dva kanály na modul.

4. Softwarová správa RAM

Operační systém (např. FreeBSD nebo Linux) nenechává RAM zahálet.

Virtual Memory (Virtuální paměť): OS mapuje paměťové adresy tak, aby si každá aplikace myslela, že má celou RAM pro sebe. Tím je zajištěna bezpečnost (aplikace si navzájem nečtou data).

Disk Caching: Pokud je RAM volná, Linux v ní uchovává data z disku, která byste mohli potřebovat. Proto se často zdá, že je RAM „plná“, i když je ve skutečnosti jen efektivně využitá.

Komprese (zRam): Algoritmy jako LZ4 dokáží komprimovat data přímo v RAM, čímž ušetří místo a oddálí nutnost zápisu na pomalý disk (Swap).

5. ECC RAM (Error Correction Code)

V serverech a kritických systémech se používá ECC RAM. Ta obsahuje extra bity, které umožňují detekovat a opravit náhodné chyby způsobené např. kosmickým zářením (bit flip).

Bez ECC může bit flip způsobit pád systému (Kernel Panic) nebo poškození dat v souborovém systému ZFS.

—

Zajímavost: Bill Gates prý v roce 1981 řekl: „640 KB paměti by mělo stačit každému.“ I když je tento citát pravděpodobně apokryfní, ilustruje neuvěřitelný skok k dnešním stovkám gigabajtů v běžných pracovních stanicích.

Související: CPU, ZFS, LZ4, Linux, FreeBSD